ISO 679:2009
(Main)Cement — Test methods — Determination of strength
Cement — Test methods — Determination of strength
ISO 679:2009 specifies a method of determining the compressive and, optionally, the flexural strength of cement mortar containing one part by mass of cement, three parts by mass of ISO standard sand and one half part of water. ISO 679:2009 applies to common cements and to other cements and materials, the standards for which call up this method. ISO 679:2009 might not apply to other cement types that have, for example, a very short initial setting time. ISO 679:2009 describes the reference equipment and procedure and specifies the method used for validation testing of ISO standard sands and of alternative equipment and procedures.
Ciments — Méthodes d'essai — Détermination de la résistance mécanique
L'ISO 679:2009 spécifie une méthode permettant de déterminer la résistance à la compression et, facultativement, la résistance à la flexion d'un mortier de ciment contenant une partie en masse de ciment, trois parties en masse de sable normalisé ISO et une demi-partie d'eau . La méthode est applicable aux ciments courants et à d'autres ciments et matériaux pour lesquels les normes prescrivent la présente méthode. Elle n'est pas censée s'appliquer aux autres types de ciments, qui ont, par exemple, un temps de début de prise très court. L'ISO 679:2009 décrit l'appareillage et le mode opératoire de référence, et spécifie la méthode utilisée pour l'essai de validation des sables normalisés ISO et pour l'essai de validation de variantes de l'appareillage et du mode opératoire de référence.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 679
Second edition
2009-05-01
Cement — Test methods —
Determination of strength
Ciments — Méthodes d'essai — Détermination de la résistance
mécanique
Reference number
©
ISO 2009
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Contents Page
Foreword. iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Principle. 1
4 Apparatus . 2
5 Mortar constituents . 11
6 Preparation of mortar . 13
7 Preparation of test specimens . 13
8 Conditioning of test specimens . 14
9 Testing procedures. 15
10 Results . 16
11 Validation testing of ISO standard sand and of alternative compaction equipment. 17
Annex A (normative) Alternative vibration compaction equipment and procedures validated as
equivalent to the reference jolting compaction equipment and procedure . 24
Bibliography . 29
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 679 was prepared by Technical Committee ISO/TC 74, Cement and lime.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 679:1989), which has been technically revised
as follows, based on comments received by the Secretariat.
a) The testing procedure has been revised with respect to hardness and surface texture of moulds (4.6.3)
and compression strength testing machine platens (4.6.6) as supplied; suitability of mould oil (4.6.3);
frequency of operation of jolting apparatus (4.6.4); and the inclusion and accuracy of a balance (4.6.8);
deionized water (5.3) is now permitted; procedures for mixing mortar (6.2) and the moulding (Clause 7)
and conditioning (Clause 8) of test specimens have been revised to reflect current best practice.
b) Test results (Clause 10) are now reported in megapascals, replacing newtons per square millimetre. (One
megapascal is equivalent to one newton per square millimetre.)
c) The use of a flexural strength testing machine (4.6.5) is now optional.
d) Estimates of the precision for compressive strength testing (10.2.3) have been revised to include both
short- and long-term repeatability together with reproducibility data for laboratories of “normal”
performance and an indication of precision data for “expert” laboratories.
e) The procedure for validation testing of ISO standard sand (11.2) includes initial qualification testing,
validation criteria, verification testing and annual confirmation testing.
f) The procedure for validation testing of alternative compaction equipment (11.3) has been revised and a
normative annex (Annex A) has been introduced detailing two alternative vibration compaction
equipments which have been validated.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 679:2009(E)
Cement — Test methods — Determination of strength
1 Scope
This International Standard specifies a method of determining the compressive and, optionally, the flexural
strength of cement mortar containing one part by mass of cement, three parts by mass of ISO standard sand
and one half part of water. The method applies to common cements and to other cements and materials, the
standards for which call up this method. It might not apply to other cement types that have, for example, a
very short initial setting time.
This International Standard describes the reference equipment and procedure, and specifies the method used
for validation testing of ISO standard sands and of alternative equipment and procedures.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 1101, Geometrical Product Specifications (GPS) — Geometrical tolerancing — Tolerances of form,
orientation, location and run-out
ISO 1302, Geometrical Product Specifications (GPS) — Indication of surface texture in technical product
documentation
ISO 3310-1, Test sieves — Technical requirements and testing — Part 1: Test sieves of metal wire cloth
ISO 4200, Plain end steel tubes, welded and seamless — General tables of dimensions and masses per unit
length
ISO 7500-1, Metallic materials — Verification of static uniaxial testing machines — Part 1:
Tension/compression testing machines — Verification and calibration of the force-measuring system
3 Principle
The method is comprised of a determination of the compressive, and optionally the flexural, strength of a
prismatic test specimen 40 mm × 40 mm × 160 mm in size.
These specimens are cast from a batch of plastic mortar containing one part by mass of cement, three parts
by mass of ISO standard sand and one half part of water (water/cement ratio of 0,50). ISO standard sands
from various sources and countries may be used, provided that they have been shown to give cement
strength results that do not differ significantly from those obtained using the ISO reference sand (see
Clause 11).
In the reference procedure, the mortar is prepared by mechanical mixing and is compacted in a mould using a
jolting apparatus. Alternative compaction equipment and procedures may be used provided that they have
been shown to give cement strength results that do not differ significantly from those obtained using the
reference jolting apparatus and procedure (see Clause 11 and Annex A). In the event of a dispute, only the
reference equipment and procedure shall be used.
The specimens are stored in the mould in a moist atmosphere for 24 h and, after demoulding, specimens are
stored under water until strength testing.
At the required age, the specimens are taken from their wet storage, broken in flexure, determining the
flexural strength where required, or broken using other suitable means that do not subject the prism halves to
harmful stresses, and each half is tested for strength in compression.
4 Apparatus
4.1 Laboratory, for the preparation of specimens, maintained at a temperature of (20 ± 2) °C and a relative
humidity of not less than 50 %.
A laboratory temperature of (25 ± 2) °C or (27 ± 2) °C may be maintained in warm countries, provided the
temperature is stated in the test report.
The temperature and relative humidity of the air in the laboratory shall be recorded at least once a day during
working hours.
Laboratories testing in accordance with this International Standard should consider the enhanced confidence
for test results engendered by conformity to the requirements of ISO/IEC 17025.
4.2 Moist-air room or large cabinet, for storage of the specimens in the mould, maintained at a
temperature of (20,0 ± 1,0) °C and a relative humidity of not less than 90 %.
The temperature of the moist-air room or the large cabinet for storage may be maintained at (25 ± 1) °C or
(27 ± 1) °C in warm countries, provided the temperature is stated in the test report.
The temperature and relative humidity of the moist-air room or cabinet shall be recorded at least every 4 h.
4.3 Storage containers, for curing the specimens in water, with fitted grates, of material that does not react
with cement.
The temperature of the water shall be maintained at (20,0 ± 1,0) °C.
The temperature of the water in the storage containers may be maintained at (25 ± 1) °C or (27 ± 1) °C in
warm countries, provided the temperature is stated in the test report.
The temperature of the water in the storage containers shall be recorded at least once a day during working
hours.
4.4 Cement, ISO standard sand (see 5.1.3), and water, used to make test specimens, at the laboratory
temperature.
4.5 Test sieves, wire cloth, in accordance with ISO 3310-1, of the sizes in accordance with Table 1.
Table 1 — Aperture of test sieves
a
Square mesh size
mm
2,00 1,60 1,00 0,50 0,16 0,08
a
Taken from ISO 565:1990, series R 20.
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4.6 Equipment
4.6.1 General requirements
Apparatus used to make and test the specimens shall be at the laboratory temperature. Where temperature
ranges are given, the target temperature at which the controls are set shall be the middle value of the range.
The tolerances shown in Figures 1 to 5 are important for correct operation of the equipment in the testing
procedure. When regular control measurements show that the tolerances are not met, the equipment shall be
rejected, adjusted or repaired. Records of control measurements shall be kept.
Acceptance measurements on new equipment shall cover mass, volume and dimensions to the extent that
these are indicated in this International Standard, paying particular attention to those critical dimensions for
which tolerances are specified.
In those cases where the material of the equipment can influence the results, the material is specified and
shall be used.
The approximate dimensions shown in the figures are provided as guidance to equipment manufacturers or
operators. Dimensions that include tolerances are obligatory.
4.6.2 Mixer, consisting essentially of the following:
a) stainless steel bowl, with a capacity of about 5 l, of the typical shape and size shown in Figure 1, provided
with a means by which it can be fixed securely to the mixer frame during mixing and by which the height
of the bowl in relation to the blade and, to some extent, the gap between blade and bowl can be finely
adjusted and fixed;
b) stainless steel blade, of the typical shape, size and tolerances shown in Figure 1, revolving about its own
axis as it is driven in a planetary movement around the axis of the bowl at controlled speeds by an electric
motor. The two directions of rotation shall be opposite and the ratio between the two speeds shall not be
a whole number.
Blades and bowls shall form sets which shall always be used together.
The gap between blade and bowl shown in Figure 1 shall be checked regularly. The gap of (3 ± 1) mm refers
to the situation when the blade in the empty bowl is brought as close as possible to the wall. Simple tolerance
gauges (“feeler gauges”) are useful where direct measurement is difficult.
NOTE The dimensions marked as approximate on Figure 1 are for the guidance of manufacturers.
The mixer shall operate at the speeds given in Table 2 when mixing the mortar.
Table 2 — Speeds of mixer blade
Rotation Planetary movement
Speed
−1 −1
min min
Low 140 ± 5 62 ± 5
High 285 ± 10 125 ± 10
Dimensions in millimetres
Key
1 bowl
2 blade
Figure 1 — Typical bowl and blade
4.6.3 Moulds, consisting of three horizontal compartments so that three prismatic specimens
40 mm × 40 mm in cross-section and 160 mm in length can be prepared simultaneously. A typical design is
shown in Figure 2.
The mould shall be made of steel with walls approximately 10 mm thick. Each internal side face of the mould
shall be case hardened to a Vickers hardness of at least HV 200, as supplied. However, a minimum Vickers
hardness value of HV 400 is recommended.
The mould shall be constructed in such a manner as to facilitate the removal of moulded specimens without
damage. Each mould shall be provided with a machined steel or cast iron baseplate. The mould, when
assembled, shall be positively and rigidly held together and fixed to the baseplate.
The assembly shall be such that there is no distortion or visible leakage during operation. The baseplate shall
make adequate contact with the table of the compacting apparatus and be rigid enough not to induce
secondary vibrations.
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Dimensions in millimetres
a
Striking off direction with sawing motion.
Figure 2 — Typical mould
Moulds and jolting apparatus from different manufacturers may have unrelated external dimensions and
masses, so their compatibility needs to be ensured by the purchaser.
Each part of the mould shall be stamped with identifying marks to facilitate assembly and to ensure conformity
to the specified tolerances. Similar parts of separate mould assemblies shall not be interchanged.
The assembled mould shall conform to the following requirements.
a) The internal dimensions and tolerances of each mould compartment shall be as follows:
⎯ length: (160 ± 1) mm;
⎯ width: (40,0 ± 0,2) mm;
⎯ depth: (40,1 ± 0,1) mm.
b) The flatness tolerance (see ISO 1101) over the whole of each internal side face shall be not greater than
0,03 mm.
c) The perpendicularity tolerance (see ISO 1101) for each internal face with respect to the bottom surface of
the mould and the adjacent internal face as datum faces shall be not greater than 0,2 mm.
d) The surface texture (see ISO 1302) of each internal side face shall be not rougher than N8, as supplied.
Moulds shall be replaced when any one of the specified tolerances is exceeded. The mass of the mould shall
comply with the requirement for the combined mass in 4.6.4.
After assembling the cleaned mould ready for use, a suitable material shall be used to coat the outer joints of
the mould. A thin film of mould oil shall be applied to the internal faces of the mould.
NOTE Some oils have been found to affect the setting of cement; mineral-based oils have been found to be suitable.
To facilitate the filling of the mould, a tightly fitting metal hopper with vertical walls 20 mm to 40 mm high shall
be provided. When viewed in plan, the hopper walls shall overlap the internal walls of the mould by not more
than 1 mm. The outer walls of the hopper shall be provided with a means of location to ensure correct
positioning over the mould.
For spreading and striking off the mortar, two spreaders and a metal straight-edge of the type shown in
Figure 3 shall be provided.
Dimensions in millimetres
a) Large spreader b) Small spreader
c) Straight-edge
Key
D height of the hopper
Figure 3 — Typical spreaders and metal straight-edge
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4.6.4 Jolting apparatus, consisting of a rectangular table rigidly connected by two light arms to a pivot at
nominally 800 mm from the centre of the table. A typical design is shown in Figure 4.
Dimensions in millimetres
Key
1 lug
2 cam follower
3 cam
4 stop
Figure 4 — Typical jolting apparatus
The table shall incorporate at the centre of its lower face a projecting lug with a rounded face. Beneath the
projecting lug shall be a small stop with a plane upper surface. In the rest position, the common normal
through the point of contact of the lug and the stop shall be vertical. When the lug rests on the stop, the top
face of the table shall be horizontal so that the level of any of the four corners does not deviate from the mean
level by more than 1,0 mm. The table shall have dimensions equal to or greater than those of the mould
baseplate, and a plane, machined upper surface. Clamps shall be provided for firm attachment of the mould to
the table.
The combined mass of the table, including arms, empty mould, hopper and clamps shall be (20,0 ± 0,5) kg.
The arms connecting the table assembly to the pivot shall be rigid and constructed of round tubing with an
outside diameter lying in the range 17 mm to 22 mm selected from tube sizes in accordance with ISO 4200.
The total mass of the two arms, including any cross bracing, shall be (2,25 ± 0,25) kg. The pivot bearings shall
be of the ball or roller type and protected from ingress of grit or dust. The horizontal displacement of the centre
of the table as caused by the play of the pivot shall not exceed 1,0 mm.
The lug and the stop shall be made of through-hardened steel of at least HV 500 Vickers hardness value. The
−1
curvature of the lug shall be about 0,01 mm .
In operation, the table is raised by a cam and allowed to fall freely from a height of (15,0 ± 0,3) mm before the
lug strikes the stop.
The cam shall be made of through-hardened steel of at least HV 400 Vickers hardness value and its shaft
shall be mounted in ball bearings of such construction that the free fall is always (15,0 ± 0,3) mm. The cam
follower shall be of a construction that ensures minimal wear of the cam. The cam shall be driven by an
electric motor of about 250 W through a reduction gear at a uniform speed of one revolution per second. A
control mechanism and a counter shall be provided which ensures that during one period of jolting of
(60 ± 3) s exactly 60 jolts are given.
The position of the mould on the table shall be such that the longitudinal dimension of the compartments is in
line with the direction of the arms and perpendicular to the axis of rotation of the cam. Suitable reference
marks shall be provided to facilitate the positioning of the mould in such a way that the centre of the central
compartment is directly above the point of impact.
The apparatus shall be firmly mounted on a concrete block with a mass of about 600 kg and volume of about
0,25 m and of dimensions giving a suitable working height for the mould. The entire base of the concrete
block shall stand on an elastic pad, e.g. natural rubber, having a sufficient isolation efficiency to prevent
external vibrations from affecting the compaction.
The base of the apparatus shall be fixed level to the concrete base by anchor bolts, and a thin layer of mortar
shall be placed between the base of the apparatus and the concrete base to ensure overall and vibration-free
contact.
4.6.5 Flexural strength testing apparatus (optional), capable of applying loads up to 10 kN with an
accuracy of ± 1,0 % of the recorded load in the upper four-fifths of the range being used, at a rate of loading of
(50 ± 10) N/s.
NOTE 1 The provision of this apparatus is optional. If only the compressive strength is to be measured, prisms can be
broken using other suitable means which do not subject the prism halves to harmful stresses.
NOTE 2 The flexural strength can be measured by using a flexural strength testing machine or by using a suitable
device in a compression testing machine.
The apparatus shall be provided with a flexure device incorporating two steel supporting rollers of
(10,0 ± 0,5) mm diameter spaced (100,0 ± 0,5) mm apart and a third steel loading roller of the same diameter
placed centrally between the other two. The length of these rollers shall be between 45 mm and 50 mm. The
loading arrangement is shown in Figure 5.
8 © ISO 2009 – All rights reserved
Dimensions in millimetres
Figure 5 — Arrangement of loading for determination of flexural strength
The three vertical planes through the axes of the three rollers shall be parallel and shall remain parallel,
equidistant and normal to the direction of the specimen under test. One of the supporting rollers and the
loading roller shall be capable of tilting slightly to allow a uniform distribution of the load over the width of the
specimen without subjecting it to any torsional stresses.
4.6.6 Compressive strength testing machine, for determining the compressive strength, of suitable
capacity for the test (see paragraph 8 of this subclause), with an accuracy of ± 1,0 % of the recorded load in
the upper four-fifths of the range being used when verified in accordance with ISO 7500-1.
It shall provide a rate of load increase of (2 400 ± 200) N/s. It shall be fitted with an indicating device that shall
be so constructed that the value indicated at failure of the specimen remains indicated after the testing
machine is unloaded. This can be achieved by the use of a maximum indicator on a pressure gauge or a
memory on a digital display. Manually operated testing machines shall be fitted with a pacing device to
facilitate the control of the load increase.
The vertical axis of the ram shall coincide with the vertical axis of the machine and, during loading, the
direction of movement of the ram shall be along the vertical axis of the machine. Furthermore, the resultant of
the forces shall pass through the centre of the specimen. The surface of the lower machine platen shall be
normal to the axis of the machine and remain normal during loading.
The centre of the upper platen spherical seating shall be at the point of intersection of the vertical machine
axis with the plane of the lower surface of the upper machine platen, with a tolerance of ± 1 mm. The upper
platen shall be free to align as contact is made with the specimen, but during loading the relative attitude of
the upper and lower platens shall remain fixed.
The testing machine shall be provided with platens made of tungsten carbide or alternatively through-
hardened steel with a Vickers hardness of at least HV 600. These platens shall be at least 10 mm thick,
(40,0 ± 0,1) mm wide and (40,0 ± 0,1) mm long. The flatness tolerance in accordance with ISO 1101 over the
entire contact surface with the specimen shall be not greater than 0,01 mm. The surface texture in accordance
with ISO 1302 shall be not smoother than N3 and not rougher than N6, as supplied.
Alternatively, two auxiliary plates of tungsten carbide or through-hardened steel with a Vickers hardness of at
least HV 600, at least 10 mm thick and conforming to the requirements for the platens, may be provided.
Provision should be made for centring the auxiliary plates with respect to the axis of the loading system with
an accuracy of ± 0,5 mm. Provision should be made for aligning the auxiliary plates with a tolerance not
greater than ± 0,5 mm from the centre of each other.
Where there is no spherical seating in the testing machine, where the spherical seating is blocked or where
the diameter of the spherical seating is greater than 120 mm, a jig conforming to 4.6.7 shall be used.
The testing machine may be provided with two or more load ranges. The highest value of the lower range
should be approximately one-fifth of the highest value of the next higher range.
The machine should be provided with an automatic method for adjusting the rate of loading and with
equipment for recording the results.
The spherical seating of the machine may be lubricated to facilitate adjustment on contact with the specimen
but only to such an extent that movement of the platen cannot take place under load during the test.
Lubricants that are effective under high pressure are not suitable.
The terms “vertical”, “lower” and “upper” refer to conventional testing machines that are normally aligned in the
vertical axis. However, machines whose axis is not vertical are also permitted.
4.6.7 Jig for compressive strength testing machine (when required by 4.6.6), placed between the
platens of the machine to transmit the load of the machine to the compression surfaces of the mortar
specimen (see Figure 6).
A lower plate shall be used in this jig and it can be incorporated in the lower platen. The upper platen receives
the load from the upper platen of the machine through an intermediate spherical seating. This seating forms
part of an assembly that shall be able to slide vertically without appreciable friction in the jig guiding its
movement. The jig shall be kept clean and the spherical seating shall be free to move in such a way that the
platen accommodates itself initially to the shape of the specimen and then remains fixed during the test. All
requirements stated in 4.6.6 apply equally when a jig is used.
The spherical seating of the jig may be lubricated but only to such an extent that movement of the platen
cannot take place under load during the test. Lubricants that are effective under high pressure are not suitable.
NOTE It is desirable that the assembly should return automatically to its initial position after crushing the specimen.
4.6.8 Balance, capable of weighing to an accuracy of ± 1 g.
4.6.9 Timer, capable of measuring to an accuracy of ± 1 s.
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Key
1 spherical seating of machine
2 upper platen of machine
3 return spring
4 ball bearings
5 sliding assembly
6 spherical seating of the jig
7 upper platen of the jig
8 jig
9 specimen
10 lower platen of the jig
11 lower platen of the machine
Figure 6 — Typical jig for compressive strength testing
5 Mortar constituents
5.1 Sand
5.1.1 General
ISO standard sands, which are produced in various countries, shall be used to determine the strength of
cement in accordance with this International Standard. “ISO standard sand” shall conform to the requirements
stated in 5.1.3.
In view of the difficulties of characterizing ISO standard sands completely, they shall be validated against the
ISO reference sand described in 5.1.2 by means of initial qualification testing, verification testing and annual
confirmation testing, as described in Clause 11.
5.1.2 ISO reference sand
The ISO reference sand, of which a limited stockpile is maintained as reference material, is a natural, siliceous
sand consisting of rounded particles with a silica content of at least 98 %.
Its particle size distribution falls within the limits given in Table 3.
Table 3 — Particle size distribution of the ISO reference sand
Square mesh size, millimetres 2,00 1,60 1,00 0,50 0,16 0,08
Cumulative sieve residue, percent 0 7 ± 5 33 ± 5 67 ± 5 87 ± 5 99 ± 1
NOTE ISO reference sand is the CEN reference sand (Comité Européen de Normalisation). Information on the CEN
reference sand can be obtained from the ISO Member Body for Germany, DIN, Postfach 1107, D-1000 Berlin 30.
5.1.3 ISO standard sand
ISO standard sand shall comply with the particle size distribution specified in 5.1.2 as determined by sieve
analysis on a representative sample of sand of total mass not less than 1 345 g. Sieving shall be continued
until the amount of sand passing through each sieve is less than 0,5 g/min.
The moisture content shall be less than 0,2 %, determined as the loss of mass of a representative sample of
sand after drying at 105 °C to 110 °C to constant mass and expressed as a percent mass fraction of the dried
sample.
During production, these determinations shall be carried out at least once a day. These requirements are
insufficient to ensure that the ISO standard sand gives equivalent performance to the ISO reference sand.
Such equivalence shall be initiated and maintained by the validation testing described in Clause 11.
ISO standard sand shall be pre-packed in bags with a content of (1 350 ± 5) g; the type of material used for
the bags shall have no effect on the results of the strength testing, and the contents of each bag shall comply
with the particle size distribution specified in 5.1.2.
ISO standard sand should be carefully stored to prevent damage or contamination, particularly with moisture,
prior to use.
5.2 Cement
The cement being tested shall be exposed to ambient air for the minimum time possible. When it is necessary
to keep it for more than 24 h between sampling and testing, it shall be stored in completely filled and airtight
containers made from a material that does not react with cement.
The laboratory sample shall be homogenized, by machine or other means, before taking subsamples for
testing.
5.3 Water
Distilled or deionized water shall be used for validation testing. For other tests, drinking water may be used. In
case of dispute, distilled or deionized water shall be used.
12 © ISO 2009 – All rights reserved
6 Preparation of mortar
6.1 Composition of mortar
The proportions by mass shall be one part of the cement (5.2), three parts of ISO standard sand (5.1), and
one-half part of water (5.3) (water/cement ratio 0,50).
A batch, for three test specimens, shall consist of (450 ± 2) g of cement, (1 350 ± 5) g of sand and (225 ± 1) g
of water.
6.2 Mixing of mortar
Weigh the cement and water by means of the balance (4.6.8). When water is added by volume, it shall be
dispensed with an accuracy of ± 1 ml. Mix each batch of mortar mechanically using the mixer (4.6.2). The
timing of the various mixing stages refers to the times at which mixer power is switched on/off and shall be
maintained to within ± 2 s.
The mixing procedure shall be as follows.
a) Place the water and the cement into the bowl, taking care to avoid loss of water or cement.
b) Immediately, as the water and cement are brought into contact, start the mixer at low speed (see Table 2)
whilst starting the timing of the mixing stages. In addition, record the time, to the nearest minute, as “zero
time”. After 30 s of mixing, add the sand steadily during the next 30 s. Switch the mixer to the high speed
(see Table 2) and continue the mixing for an additional 30 s;
NOTE “Zero time” is the point from which the times for demoulding specimens (see 8.2) and for determining strength
(see 8.4) are calculated.
c) Stop the mixer for 90 s. During the first 30 s, remove, by means of a rubber or plastics scraper, the mortar
adhering to the wall and bottom part of the bowl and place it in the middle of the bowl.
d) Continue the mixing at high speed for 60 s.
Normally these mixing operations are carried out automatically, but manual control of these operations and
timings may be used.
7 Preparation of test specimens
7.1 Size of specimens
The test specimens shall be 40 mm × 40 mm × 160 mm prisms.
7.2 Moulding of test specimens
Mould the specimens immediately after the preparation of the mortar. With the mould and hopper firmly
clamped to the jolting table, introduce, using a suitable scoop and in one or more increments, the first of two
layers of mortar (each about 300 g) into each of the mould compartments, directly from the mixing bowl.
Spread the layer uniformly using the large spreader (see Figure 3), held almost vertically with its shoulders in
contact with the top of the hopper and drawn forwards and backwards once along each mould compartment.
Then compact the first mortar layer using 60 jolts of the jolting apparatus (4.6.4). Introduce the second layer of
mortar, ensuring that there is a surplus of mortar, level with the small spreader (see Figure 3) and compact the
layer with a further 60 jolts.
Lift the mould gently from the jolting table and remove the hopper. Immediately strike off the excess mortar
with the metal straight-edge (see Figure 3), held almost vertically but inclined in the direction of striking. Move
slowly, pulling with a transverse sawing motion once in each direction. Repeat this striking off procedure with
the straight-edge held at a more acute angle to smooth the surface.
NOTE The number of sawing motions and the angle of the straight-edge depends on the consistency of the mortar;
stiffer mortars require more sawing motions and a more acute angle; a smaller number of transverse sawing motions are
required for smoothing than for striking off (see Figure 2).
Wipe off the mortar left on the perimeter of the mould as a result of the striking-off.
Label or mark the moulds for identification purposes.
8 Conditioning of test specimens
8.1 Handling and storage before demoulding
Place a plate of glass, steel or other impermeable material that does not react with cement, of approximate
size 210 mm × 185 mm × 6 mm, on the mould.
SAFETY PRECAUTIONS — In the interest of safety, ensure that any glass plates used have ground
edges.
Place each covered mould, without delay, on a horizontal base in the moist-air room or cabinet (see 4.2). The
moist air shall have access to all sides of the mould. Moulds shall not be stacked one upon the other. Each
mould shall be removed from storage at its appropriate time for demoulding.
8.2 Demoulding of specimens
Carry out demoulding, taking care not to damage the specimens. Plastic or rubber hammers, or devices
specially made, can be used for demoulding. Carry out demoulding not more than 20 min before the
specimens are tested for 24 h tests. Carry out demoulding between 20 h and 24 h after moulding for tests at
ages greater than 24 h.
Demoulding may be delayed by 24 h if the mortar has not acquired sufficient strength at 24 h to be handled
without risk of damage. Any delay in demoulding should be recorded in the test report.
Keep the demoulded specimens selected for testing at 24 h (or at 48 h when delayed demoulding was
necessary) covered by a damp cloth until tested. Suitably mark specimens selected for curing in water for
identification later, e.g. by water-resistant ink or crayon.
As a check on the mixing and compacting operations and air content of the mortar, it is recommended that the
specimens from each mould be weighed.
8.3 Curing of specimens in water
Submerge the marked specimens without delay in a convenient manner, either horizontally or vertically, in
water at (20,0 ± 1,0) °C [or (25 ± 2) °C or (27 ± 2) °C in warm countries] in the containers (4.3). With horizontal
storage, keep vertical faces as cast vertical.
Place the specimens on the grates (see 4.3) and keep them apart from each other so that the water has free
access to all six faces of the specimens. At no time during storage shall the spaces between the specimens or
the depth of water above the upper faces of the specimens be less than 5 mm.
Unless it has been established that the composition of the cement being tested does not influence the
strength development of other cements under test, separate storage shall be provided; cements known to
contain more than 0,1 % chloride ion shall be stored separately.
14 © ISO 2009 – All rights reserved
Use tap water for the initial filling of the containers and for occasional topping up to maintain a reasonably
constant level. During storage of the specimens, not more than 50 % of the water shall be replaced at any one
time.
The installation shall ensure a uniform storage temperature; if a system of circulation within the storage
container is used, the flow rate shall be as low as possible and not cause visible turbulence.
Remove the specimens required for testing at any particular age (other than 24 h, or 48 h in cases of delayed
demoulding) from the water not more than 15 min before the test is carried out. Remove any deposit on the
test faces. Cover the specimens with a damp cloth until tested.
8.4 Age of specimens for strength tests
Calculate the age of specimens as from zero time (see 6.2). Carry out strength tests at the following different
ages:
24 h ± 15 min;
48 h ± 30 min;
72 h ± 45 min;
7 d ± 2 h;
W 28 d ± 8 h.
9 Testing procedures
9.1 Flexural strength
Use the three-point loading method with one of the types of apparatus described in 4.6.5.
Place the prism in the apparatus (4.6.5) with one side face on the supporting rollers and with its longitudinal
axis normal to the supports. Apply the load vertically, by means of the loading roller, to the opposite side face
of the prism and increase it smoothly at the rate of (50 ± 10) N/s until fracture.
Keep the prism halves covered with a damp cloth until tested in compression.
Calculate the flexural strength, R , expressed in megapascals, from Equation (1):
f
1, 5F l
f
R = (1)
f
b
where
b is the side of the square section of the prism, expressed in millimetres;
F is the load applied to the middle of the prism at fracture, expressed in newtons;
f
l is the distance between the supports, expressed in millimetres.
9.2 Compressive strength
Carry out the test on halves of the prism broken either as described in 9.1 or using suitable means which do
not subject the prism halves to harmful stresses.
Test each prism half by loading its side faces using the equipment described in 4.6.6 and 4.6.7.
Centre the prism halves laterally to the platens of the machine to within ± 0,5 mm and longitudinally such that
the end face of the prism overhangs the platens or auxiliary plates by about 10 mm.
Increase the load smoothly at the rate of (2 400 ± 200) N/s over the entire load application until fracture.
Where the load increase is regulated by hand, care should be taken when making adjustments for the
decrease of the loading rate near the fracture load as this can significantly affect the result.
Calculate the compressive strength, R , expressed in megapascals, from Equation (2):
c
F
c
R = (2)
c
1 600
where
F is the maximum load at fracture, expressed in newtons;
c
1 600 is the area of the platens or auxiliary plates (40 mm × 40 mm), expressed in square millimetres.
10 Results
10.1 Flexural strength
10.1.1 Calculation and expression of test results
Calculate the flexural strength test result as the arithmetic mean of the three individual results, each
expressed at least to the nearest 0,1 MPa, obtained from a determination made on a set of three prisms.
Express the arithmetic mean to the nearest 0,1 MPa.
10.1.2 Reporting of results
Record all individual results. Report the calculated mean.
10.2 Compressive strength
10.2.1 Calculation and expression of test results
Calculate the compressive strength test result as the arithmetic mean of the six individual results, each
expressed at least to the nearest 0,1 MPa, obtained from the six determinations made on a set of three prisms.
If one result within the six individual results varies by more than ± 10 % from the mean, discard this result and
calculate the arithmetic mean of the five remaining results. If one result within the five remaining results varies
by more than ± 10 % from their mean, discard the set of results and repeat the determination.
Express the arithmetic mean to the nearest 0,1 MPa.
10.2.2 Reporting of results
Record all individual results. Report the calculated mean and whether any result has been discarded in
accordance with 10.2.1.
16 © ISO 2009 – All rights reserved
10.2.3 Estimates of the precision of the method for compressive strength
10.2.3.1 Short-term repeatability
Short-term repeatability of the method for compressive strength testing gives the closeness of agreement
between test results obtained on nominally identical samples of cement, using the same ISO standard sand,
tested in the same laboratory by the same operator using the same equipment within short intervals of time.
In the case of 28 d compressive strength, the short-term repeatability for “normal performance” achievable
under the above conditions, should be less than 2,0 % when expressed as the coefficient of variation.
NOTE Experience has indicated that better performance is achievable and can be routinely met in some laboratories.
It corresponds to a value of 1 % for short-term repeatability, when expressed as the coefficient of variation.
Short-term repeatability is a measure of the precision of the test method when used for validation testing of
ISO standard sand and alternative compaction equipment.
10.2.3.2 Long-term repeatability
Long-term repeatability of the method for compressive strength testing gives the closeness of agreement
between test results obtained from frequent testing of different samples taken from the same homogenized
sample of cement, tested in the same laboratory, under the following conditions: possibly
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 679
Deuxième édition
2009-05-01
Ciments — Méthodes d'essai —
Détermination de la résistance
mécanique
Cement — Test methods — Determination of strength
Numéro de référence
©
ISO 2009
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Principe. 1
4 Appareillage . 2
5 Constituants du mortier . 12
6 Préparation du mortier . 14
7 Préparation des éprouvettes . 14
8 Conditionnement des éprouvettes. 15
9 Modes opératoires d'essai. 16
10 Résultats. 17
11 Essais de validation du sable normalisé ISO et des variantes de l'appareil de serrage. 19
Annexe A (normative) Appareils et modes opératoires de serrage par vibrations validés comme
variantes équivalentes de l'appareil et du mode opératoire de serrage de référence par
chocs. 26
Bibliographie . 32
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 679 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 74, Ciments et chaux.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 679:1989), qui a fait l'objet d'une révision
technique. Les modifications suivantes, qui prennent en compte les observations reçues par le secrétariat, ont
été apportées.
a) Le mode opératoire d'essai a été révisé en ce qui concerne la dureté et la texture de surface des moules
(4.6.3) et des plateaux de la machine d'essai de résistance à la compression (4.6.6), tels que livrés;
l'huile de démoulage appropriée (4.6.3); la fréquence de service de l'appareil de serrage par chocs
(4.6.4); l'adjonction et la précision d'une balance (4.6.8); l'utilisation d'eau désionisée, qui est maintenant
autorisée (5.3). Les modes opératoires pour le malaxage du mortier (6.2) et le moulage (Article 7) et le
conditionnement (Article 8) des éprouvettes d'essais ont été révisés pour tenir compte des meilleures
pratiques courantes.
b) Les résultats d'essai (Article 10) sont maintenant rapportés en mégapascals, qui remplacent les newtons
par millimètre carré (un mégapascal est équivalent à un newton par millimètre carré).
c) Il est dorénavant facultatif de disposer d'une machine d'essai de résistance à la flexion (4.6.5).
d) Les estimations de la fidélité de l'essai de résistance à la compression (10.2.3) ont été révisées pour
inclure les valeurs de la répétabilité à court terme et de la répétabilité à long terme, ainsi que la valeur de
la reproductibilité pour les laboratoires d'un niveau de performance «normal» et une indication des
valeurs de fidélité pour les laboratoires «experts».
e) Le mode opératoire pour l'essai de validation du sable normalisé ISO (11.2) comprend un essai de
qualification initiale, des critères de validation, un essai de vérification et un essai de confirmation annuel.
f) Le mode opératoire pour l'essai de validation des variantes de l'appareil de serrage (11.3) a été révisé et
une annexe normative (Annexe A) a été ajoutée, décrivant deux appareils de serrage par vibrations, qui
ont été validés comme variante.
iv © ISO 2009 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 679:2009(F)
Ciments — Méthodes d'essai — Détermination de la résistance
mécanique
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une méthode permettant de déterminer la résistance à la
compression et, facultativement, la résistance à la flexion d'un mortier de ciment contenant une partie en
masse de ciment, trois parties en masse de sable normalisé ISO et une demi-partie d'eau. La méthode est
applicable aux ciments courants et à d'autres ciments et matériaux pour lesquels les normes prescrivent la
présente méthode. Elle n'est pas censée s'appliquer aux autres types de ciments, qui ont, par exemple, un
temps de début de prise très court.
La présente Norme internationale décrit l'appareillage et le mode opératoire de référence, et spécifie la
méthode utilisée pour l'essai de validation des sables normalisés ISO et pour l'essai de validation de variantes
de l'appareillage et du mode opératoire de référence.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 1101, Spécification géométrique des produits (GPS) — Tolérancement géométrique — Tolérancement de
forme, orientation, position et battement
ISO 1302, Spécification géométrique des produits (GPS) — Indication des états de surface dans la
documentation technique de produits
ISO 3310-1, Tamis de contrôle — Exigences techniques et vérifications — Partie 1: Tamis de contrôle en
tissus métalliques
ISO 4200, Tubes lisses en acier, soudés et sans soudure — Tableaux généraux des dimensions et des
masses linéiques
ISO 7500-1, Matériaux métalliques — Vérification des machines pour essais statiques uniaxiaux — Partie 1:
Machines d'essai de traction/compression — Vérification et étalonnage du système de mesure de force
3 Principe
La méthode consiste à déterminer la résistance à la compression et, facultativement, la résistance à la flexion
d'éprouvettes de forme prismatique et de dimensions 40 mm × 40 mm × 160 mm.
Ces éprouvettes sont moulées à partir d'une gâchée de mortier plastique contenant une partie en masse de
ciment, trois parties en masse de sable normalisé ISO et une demi-partie d'eau (rapport eau/ciment de 0,50).
Des sables normalisés ISO provenant de différentes sources et pays peuvent être utilisés, à condition qu'ils
aient démontré que les résultats obtenus pour la résistance du ciment ne diffèrent pas de façon significative
de ceux obtenus avec le sable de référence ISO (voir Article 11).
Selon le mode opératoire de référence, le mortier est préparé par malaxage mécanique et serré dans un
moule au moyen d'un appareil à chocs. D'autres appareils et modes opératoires de serrage peuvent être
utilisés comme variantes, à condition qu'ils aient démontré que les résultats obtenus pour la résistance du
ciment ne diffèrent pas de façon significative de ceux obtenus avec l'appareil à chocs et selon le mode
opératoire de référence (voir Article 11 et Annexe A). En cas de litige, on doit utiliser seulement l'appareillage
et le mode opératoire de référence.
Les éprouvettes sont conservées dans leur moule en atmosphère humide pendant 24 h et, après démoulage,
elles sont conservées sous l'eau jusqu'au moment des essais de résistance.
À l'âge requis, les éprouvettes sont retirées de leur milieu de conservation humide, elles sont cassées en
flexion, avec détermination de la résistance en flexion lorsque cela est exigé, ou simplement cassées par
d'autres moyens convenables qui ne soumettent pas les demi-prismes à des contraintes préjudiciables, puis
chaque demi-prisme est soumis à l'essai de résistance à la compression.
4 Appareillage
4.1 Laboratoire, pour la préparation des éprouvettes, maintenu à une température de (20 ± 2) °C et à une
humidité relative supérieure ou égale à 50 %.
Dans les pays chauds, le laboratoire peut être maintenu à une température de (25 ± 2) °C ou (27 ± 2) °C, à
condition que la température soit consignée dans le rapport d'essai.
La température et l'humidité relative de l'air dans le laboratoire doivent être enregistrées au moins une fois par
jour pendant les heures de travail.
Il convient que les laboratoires effectuant des essais conformément à la présente Norme internationale
considèrent que le fait de se conformer aux exigences de l'ISO/CEI 17025 engendre un renfort de la
confiance dans les résultats des essais.
4.2 Chambre ou grande armoire humide, pour la conservation des éprouvettes, dans leur moule,
maintenue à une température de (20,0 ± 1,0) °C et à une humidité relative supérieure ou égale à 90 %.
Dans les pays chauds, la température de la chambre ou de la grande armoire humide de conservation peut
être maintenue à (25 ± 1) °C ou (27 ± 1) °C, à condition que la température soit consignée dans le rapport
d'essai.
La température et l'humidité relative dans la chambre ou l'armoire humide doivent être enregistrées au moins
toutes les 4 h.
4.3 Bacs, pour la conservation des éprouvettes dans l'eau, munis de grilles, constitués d'un matériau qui
ne réagit pas avec le ciment.
La température de l'eau doit être maintenue à (20,0 ± 1,0) °C.
Dans les pays chauds, la température de l'eau dans les bacs de conservation peut être maintenue à
(25 ± 1) °C ou (27 ± 1) °C, à condition que la température soit consignée dans le rapport d'essai.
La température de l'eau dans les bacs de conservation doit être enregistrée au moins une fois par jour
pendant les heures de travail.
4.4 Ciment, sable normalisé ISO (voir 5.1.3) et eau, utilisés pour confectionner les éprouvettes, à la
température du laboratoire.
4.5 Tamis de contrôle, en toile métallique, conformes à l'ISO 3310-1, ayant les dimensions indiquées dans
le Tableau 1.
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Tableau 1 — Ouvertures des tamis de contrôle
a
Dimension des mailles carrées
mm
2,00 1,60 1,00 0,50 0,16 0,08
a
Tiré de l'ISO 565:1990, série R 20.
4.6 Équipement
4.6.1 Exigences générales pour l'équipement
L'équipement utilisé pour confectionner les éprouvettes et pour les soumettre à l'essai doit se trouver à la
température du laboratoire. Lorsque des plages de températures sont données, la température de réglage de
l'équipement doit être la valeur médiane de la plage indiquée.
Les tolérances indiquées dans les Figures 1 à 5 sont importantes pour obtenir un fonctionnement correct de
l'équipement au cours du mode opératoire d'essai. Lorsque des mesurages de vérification effectués
régulièrement montrent que les tolérances ne sont plus respectées, l'équipement doit être rejeté, réglé ou
réparé. Les valeurs des mesurages de vérification doivent être consignées et conservées.
Les mesurages effectués pour la réception d'un équipement neuf doivent concerner la masse, le volume et
les dimensions indiqués dans la présente Norme internationale, en accordant une attention particulière aux
dimensions critiques pour lesquelles des tolérances sont spécifiées.
Lorsque la nature du matériau de l'appareillage peut influer sur les résultats, le matériau est spécifié et doit
être utilisé.
Les dimensions approximatives indiquées dans les figures sont données aux fabricants de l'équipement et
aux opérateurs à titre d'indication. Les dimensions qui incluent des tolérances sont obligatoires.
4.6.2 Malaxeur, comportant essentiellement les éléments suivants:
a) bol en acier inoxydable, d'une capacité d'environ 5 l, présentant la forme typique et les dimensions
indiquées à la Figure 1, équipé d'un dispositif permettant de le fixer solidement sur le bâti du malaxeur
pendant le malaxage et permettant de régler avec précision et de maintenir la hauteur du bol par rapport
au batteur et, dans une certaine mesure, le jeu entre le batteur et le bol;
b) batteur en acier inoxydable, présentant la forme typique, les dimensions et les tolérances indiquées à la
Figure 1, tournant autour de son propre axe et entraîné, en même temps, en un mouvement planétaire
autour de l'axe du bol, à des vitesses contrôlées par un moteur électrique; les deux sens de rotation
doivent être opposés et le rapport des deux vitesses ne doit pas être un nombre entier.
Batteurs et bols doivent toujours être appariés et être utilisés ensemble.
Le jeu entre le batteur et le bol, montré à la Figure 1, doit être vérifié régulièrement. Le jeu de (3 ± 1) mm se
réfère à la position dans laquelle le batteur est placé le plus près possible de la paroi, dans le bol vide. De
simples jauges de tolérances («jauge d'épaisseur») sont utiles lorsque le mesurage direct est difficile.
NOTE Les dimensions approximatives de la Figure 1 sont des indications pour les fabricants.
Pendant le malaxage du mortier, le malaxeur doit fonctionner aux vitesses données dans le Tableau 2.
Dimensions en millimètres
Légende
1 bol
2 batteur
Figure 1 — Bol et batteur types
Tableau 2 — Vitesses du batteur
Rotation Mouvement planétaire
Vitesse
−1 −1
min min
Petite vitesse 140 ± 5 62 ± 5
Grande vitesse 285 ± 10 125 ± 10
4.6.3 Moules, comportant trois compartiments horizontaux pour permettre de préparer simultanément trois
éprouvettes prismatiques mesurant 40 mm × 40 mm de section transversale et 160 mm de longueur. Une
conception typique est illustrée à la Figure 2.
Le moule doit être en acier, avec des parois d'environ 10 mm d'épaisseur. À la livraison, chaque face latérale
interne du moule doit être cémentée à une dureté Vickers d’au moins 200 HV. Toutefois, une valeur minimale
de dureté Vickers de 400 HV est recommandée.
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Dimensions en millimètres
a
Sens d'arasement avec un mouvement de scie.
Figure 2 — Moule type
Le moule doit être construit de façon à faciliter le démoulage des éprouvettes sans risque de détérioration.
Chaque moule doit être pourvu d'une plaque de base en acier ou en fonte usinée. Les différentes parties du
moule assemblé doivent être maintenues ensemble positivement et rigidement et fixées à la plaque de base.
L'assemblage doit être réalisé de manière à éviter toute déformation et tout défaut d'étanchéité visible
pendant le fonctionnement. La plaque de base doit assurer un contact adéquat avec la table de l'appareil de
serrage et être assez rigide pour ne pas induire des vibrations secondaires.
Les moules et les appareils de serrage par chocs provenant de fabricants différents peuvent avoir des
dimensions externes et des masses qui ne concordent pas. Il appartient donc à l'acheteur de s'assurer de leur
compatibilité.
Toutes les pièces composant le moule doivent porter des marques d'identification pour faciliter l'assemblage
et assurer la conformité aux tolérances spécifiées. Les pièces similaires de différents moules ne doivent pas
être interchangées.
Le moule assemblé doit être conforme aux exigences suivantes.
a) Les dimensions intérieures et les tolérances de chaque compartiment du moule doivent être les
suivantes:
⎯ longueur: (160 ± 1) mm;
⎯ largeur: (40,0 ± 0,2) mm;
⎯ profondeur: (40,1 ± 0,1) mm.
b) La tolérance de planéité (voir l'ISO 1101) de chaque face latérale interne, sur l'ensemble de sa surface,
doit être inférieure ou égale à 0,03 mm.
c) La tolérance de perpendicularité (voir l'ISO 1101) de chaque face latérale interne par rapport à la plaque
de base du moule, d'une part, et aux faces internes adjacentes, d'autre part, prises comme plans de
référence, doit être inférieure ou égale à 0,2 mm.
d) La classe de rugosité (voir l'ISO 1302) de chaque face latérale interne ne doit pas être supérieure à N8, à
la livraison.
Les moules doivent être remplacés lorsque l'une des tolérances spécifiées est dépassée. La masse du moule
doit s'accorder à l'exigence de 4.6.4, concernant la masse combinée.
Lors de l'assemblage du moule propre, prêt à l'usage, on doit utiliser un produit d'étanchéité approprié pour
enduire les joints externes du moule. Une très mince couche d'huile de démoulage doit être appliquée sur les
faces internes du moule.
NOTE Il a été constaté que certaines huiles de démoulage affectent la prise du ciment; les huiles à base minérale se
sont avérées appropriées.
Pour faciliter le remplissage du moule, une hausse en métal, parfaitement ajustée, dont les parois verticales
doivent mesurer de 20 mm à 40 mm de hauteur, doit être prévue. Vues en plan, les parois de la hausse ne
doivent pas recouvrir les parois internes du moule sur plus de 1 mm. Les parois extérieures de la hausse
doivent être pourvues d'un dispositif de positionnement pour permettre l'installation correcte de la hausse sur
le moule.
Deux spatules et une règle métallique plate, du type montré à la Figure 3, doivent être prévues pour étaler et
araser le mortier.
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Dimensions en millimètres
a) Grande spatule b) Petite spatule
Légende
D hauteur de la hausse
Figure 3 — Spatule et règle métallique plate types
4.6.4 Appareil à chocs, comprenant une table rectangulaire reliée rigidement par deux bras légers à un
axe de rotation placé à 800 mm (distance nominale) du centre de la table. Une conception type est illustrée à
la Figure 4.
Dimensions en millimètres
Légende
1 marteau
2 suiveur de came
3 came
4 enclume
Figure 4 — Appareil à chocs type
La table doit être équipée d'un marteau à face arrondie, placé au centre de sa face inférieure. Le marteau doit
reposer sur une petite enclume dont la face supérieure est plane. En position de repos, la perpendiculaire
commune passant par le point de contact du marteau et de l'enclume doit être verticale. Lorsque le marteau
repose sur l'enclume, la face supérieure de la table doit être horizontale, de telle manière que le niveau de
chacun des quatre coins de la table ne s'écarte pas de plus de 1,0 mm du niveau moyen. La table doit avoir
des dimensions égales ou supérieures à celles de la plaque de base du moule et sa surface supérieure doit
être usinée et plane. Des attaches doivent être prévues pour fixer les moules solidement sur la table.
La masse combinée de la table, incluant les bras, le moule vide, la hausse et les moyens de fixation, doit être
de (20,0 ± 0,5) kg.
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Les bras reliant la table à l'axe de rotation doivent être rigides et constitués de tubes ronds, d'un diamètre
extérieur compris entre 17 mm et 22 mm, choisis parmi les tailles de tube données dans l'ISO 4200. La
masse totale des deux bras, y compris les entretoises éventuelles, doit être de (2,25 ± 0,25) kg. Les
roulements de l'axe de rotation doivent être du type à billes ou à galets et protégés contre la pénétration de
particules ou de poussières. Le déplacement horizontal du centre de la table, dû au jeu de l'axe, ne doit pas
être supérieur à 1,0 mm.
Le marteau et l'enclume doivent être en acier trempé dans la masse d'une dureté Vickers de 500 HV au
–1
minimum. La courbure du marteau doit être approximativement de 0,01 mm .
Lorsqu'elle fonctionne, la table est soulevée par une came et retombe ensuite librement d'une hauteur de
(15,0 ± 0,3) mm, avant que le marteau ne frappe l'enclume.
La came doit être en acier trempé dans la masse d'une dureté Vickers de 400 HV au minimum et son axe doit
être monté sur des roulements à billes conçus de telle manière que la chute libre soit toujours de
(15,0 ± 0,3) mm. Le suiveur de came doit être conçu pour assurer une usure minimale de la came. Un moteur
électrique de 250 W environ doit entraîner la came, par l'intermédiaire d'un réducteur, à la vitesse constante
d'un tour par seconde. Un mécanisme de contrôle et un compteur doivent être prévus pour vérifier qu'une
période de serrage de (60 ± 3) s comporte exactement 60 chocs.
Le moule doit être placé sur la table de manière que la longueur des compartiments soit parallèle à la
direction des bras et donc perpendiculaire à l'axe de rotation de la came. Des repères adéquats doivent être
prévus pour faciliter le positionnement du moule de telle façon que le centre du compartiment central se
trouve directement au-dessus du point d'impact.
L'appareil doit être monté de manière fixe sur un socle de béton d'une masse de 600 kg environ, d'un volume
de 0,25 m environ, et de dimensions donnant une hauteur convenable pour le maniement du moule. Toute la
base du bloc de béton doit reposer sur un support élastique, par exemple en caoutchouc naturel, offrant une
efficacité d'isolation adéquate pour empêcher des vibrations extérieures d'agir sur le serrage.
Les plaques d'appui de l'appareil doivent être fixées à niveau sur le socle en béton au moyen de boulons
d'ancrage, et une mince couche de mortier doit être placée entre les plaques d'appui de l'appareil et le socle
en béton pour assurer un contact total et exempt de vibrations.
4.6.5 Appareil d'essai de résistance à la flexion (facultatif), permettant d'appliquer des charges jusqu'à
10 kN avec une précision égale à ± 1,0 % de la charge enregistrée, dans les /5 supérieurs de l'échelle de
mesure utilisée, à une vitesse de mise en charge de (50 ± 10) N/s.
NOTE 1 Cet appareil est facultatif. Si on doit mesurer uniquement la résistance à la compression, les prismes peuvent
être cassés par d'autres moyens appropriés qui ne soumettent pas les demi-prismes à des contraintes néfastes.
NOTE 2 La résistance à la flexion peut être mesurée au moyen d'une machine d'essai de résistance à la flexion ou en
utilisant un dispositif approprié dans une machine d'essai de résistance à la compression.
L'appareil doit être pourvu d'un dispositif de flexion constitué de deux rouleaux d'appui en acier, de
(10,0 ± 0,5) mm de diamètre, distants l'un de l'autre de (100,0 ± 0,5) mm, et d'un rouleau de mise en charge,
en acier, de même diamètre, équidistant des deux premiers. La longueur de ces rouleaux doit être comprise
entre 45 mm et 50 mm. La disposition de la charge est montrée à la Figure 5.
Les trois plans verticaux passant par les axes des trois rouleaux doivent être parallèles et rester parallèles,
équidistants et perpendiculaires à la direction de l'éprouvette en cours d'essai. Un des rouleaux d'appui et le
rouleau de mise en charge doivent pouvoir basculer légèrement pour permettre une répartition uniforme de la
charge sur toute la largeur de l'éprouvette, sans soumettre cette dernière à des contraintes de torsion.
Dimensions en millimètres
Figure 5 — Disposition de la charge pour la détermination de la résistance à la flexion
4.6.6 Machine d'essai de résistance à la compression, pour la détermination de la résistance à la
e
compression, ayant une capacité adaptée à l'essai (voir 8 alinéa de ce paragraphe), avec une précision de
± 1,0 % de la charge enregistrée, dans les /5 supérieurs de l'échelle de mesure utilisée lorsque vérifié selon
l'ISO 7500-1.
Elle doit permettre un taux de montée en charge de (2 400 ± 200) N/s. Elle doit être équipée d'un dispositif
indicateur conçu de telle façon que la valeur enregistrée à la rupture de l'éprouvette reste indiquée après le
retour à zéro de la charge. Cela peut être obtenu par l'utilisation d'un indicateur de maximum sur une jauge de
pression ou d'une mémoire sur un afficheur numérique. Les machines d'essai à fonctionnement manuel
doivent être pourvues d'un dispositif de gradation pour faciliter le contrôle de la montée en charge.
L'axe vertical du piston doit coïncider avec l'axe vertical de la machine et, pendant la mise en charge, le
déplacement du piston doit se faire suivant l'axe vertical de la machine. De plus, la résultante des forces doit
passer par le centre de l'éprouvette. La surface du plateau inférieur de la machine doit être perpendiculaire à
l'axe de la machine et doit rester perpendiculaire pendant la mise en charge.
Le centre de la rotule sphérique du plateau supérieur doit se trouver au point d'intersection de l'axe vertical de
la machine avec le plan de la surface inférieure du plateau supérieur de la machine, avec une tolérance de
± 1 mm. Le plateau supérieur doit pouvoir s'aligner librement au moment du contact avec l'éprouvette, mais,
pendant la mise en charge, la position relative des plateaux supérieur et inférieur doit rester fixe.
La machine d'essai doit être pourvue de plateaux en carbure de tungstène ou, éventuellement, en acier
trempé dans la masse d'une dureté Vickers de 600 HV au minimum. Ces plateaux doivent avoir au moins
10 mm d'épaisseur, (40,0 ± 0,1) mm de largeur et (40,0 ± 0,1) mm de longueur. La tolérance de planéité,
conformément à l'ISO 1101, doit être inférieure ou égale à 0,01 mm sur toute la surface de contact des
plateaux avec l'éprouvette. L'état de surface (rugosité), conformément à l'ISO 1302, ne doit pas être plus lisse
que N3 ni plus rugueux que N6, à la livraison.
Comme variante, on peut utiliser deux plaques auxiliaires en carbure de tungstène ou en acier trempé dans la
masse d'une dureté Vickers de 600 HV au minimum, d'une épaisseur de 10 mm au moins et conformes aux
exigences définies pour les plateaux. Il convient de prendre des précautions pour centrer les plateaux
auxiliaires par rapport à l'axe du système de chargement avec une précision de ± 0,5 mm. Il convient
également de prendre des précautions pour aligner les plateaux auxiliaires avec une tolérance inférieure ou
égale à ± 0,5 mm à partir de leurs centres réciproques.
S'il n'y a pas de rotule sphérique dans la machine d'essai ou lorsque celle-ci est bloquée, ou si le diamètre de
la rotule est supérieur à 120 mm, un dispositif de compression conforme à 4.6.7 doit être utilisé.
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La machine d'essai peut être munie de deux échelles de charge ou plus. La plus grande valeur de l'échelle
inférieure doit être approximativement égale à /5 de la plus grande valeur de l'échelle immédiatement
supérieure.
Il convient d'équiper la machine d'un dispositif automatique de réglage du taux de mise en charge et d'un
dispositif d'enregistrement des résultats.
La rotule sphérique de la machine peut être lubrifiée pour faciliter l'ajustement au moment du contact avec
l'éprouvette, mais de façon limitée pour éviter tout mouvement des plateaux sous charge pendant l'essai. Les
lubrifiants qui sont efficaces aux pressions élevées ne conviennent pas.
Les termes «vertical», «inférieur» et «supérieur» se réfèrent aux machines d'essai conventionnelles qui sont
normalement alignées dans l'axe vertical. Cependant, les machines dont l'axe n'est pas vertical sont
également autorisées.
4.6.7 Dispositif de compression (lorsqu'il est requis selon 4.6.6), placé entre les plateaux de la machine
pour transmettre la charge de la machine aux surfaces de compression de l'éprouvette de mortier (voir
Figure 6).
Une plaque inférieure doit être utilisée avec ce dispositif, et celle-ci peut être incorporée dans le plateau
inférieur de la machine. Le plateau supérieur reçoit l'effort du plateau supérieur de la machine, par
l'intermédiaire d'une rotule sphérique. Cette rotule fait partie d'un ensemble qui doit pouvoir glisser
verticalement, sans frottement appréciable, dans le dispositif guidant son déplacement. Le dispositif de
compression doit être maintenu parfaitement propre et la rotule sphérique doit être libre de se mouvoir de
manière à permettre au plateau de s'adapter d'abord à la forme de l'éprouvette et de rester ensuite fixe
pendant l'essai. Toutes les exigences de 4.6.6 s'appliquent également lorsqu'on utilise un dispositif de
compression.
La rotule sphérique du dispositif de compression peut être lubrifiée, mais de façon limitée pour éviter tout
mouvement des plateaux sous charge pendant l'essai. Les lubrifiants qui sont efficaces aux pressions élevées
ne conviennent pas.
NOTE Il est souhaitable que l'ensemble retourne automatiquement à sa position initiale après rupture de l'éprouvette.
4.6.8 Balance, permettant de peser à ± 1 g.
4.6.9 Minuteur, permettant de mesurer à ± 1 s.
Légende
1 rotule sphérique de la machine
2 plateau supérieur de la machine
3 ressort de rappel
4 roulements à billes
5 assemblage coulissant
6 rotule sphérique du dispositif
7 plateau supérieur du dispositif
8 dispositif de compression
9 éprouvette
10 plateau inférieur du dispositif
11 plateau inférieur de la machine
Figure 6 — Dispositif de compression type
5 Constituants du mortier
5.1 Sable
5.1.1 Généralités
Pour déterminer la résistance du ciment conformément à la présente Norme internationale, on doit employer
des sables normalisés ISO, produits dans différents pays. Le «sable normalisé ISO» doit être conforme aux
exigences définies en 5.1.3.
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Compte tenu de la difficulté de caractériser les sables normalisés ISO de manière complète, ceux-ci doivent
être validés par rapport au sable de référence ISO décrit en 5.1.2, au cours des essais de qualification initiale,
de vérification et de confirmation annuels décrits dans l'Article 11.
5.1.2 Sable de référence ISO
Le sable de référence ISO, dont un stock limité est conservé comme matériau de référence, est un sable
naturel siliceux, à grains arrondis, d'une teneur en silice au moins égale à 98 %.
Sa composition granulométrique se situe dans les limites indiquées au Tableau 3.
Tableau 3 — Composition granulométrique du sable de référence ISO
Dimensions des mailles carrées, mm 2,00 1,60 1,00 0,50 0,16 0,08
Refus cumulés sur les tamis, % 0 7 ± 5 33 ± 5 67 ± 5 87 ± 5 99 ± 1
NOTE Le sable de référence ISO correspond au sable de référence CEN (Centre européen de normalisation). Des
informations concernant le sable de référence CEN peuvent être obtenues auprès du DIN, Comité membre de l'ISO
représentant l'Allemagne, Postfach 1107, D-1000 Berlin 30.
5.1.3 Sable normalisé ISO
Le sable normalisé ISO doit être conforme à la composition granulométrique spécifiée en 5.1.2. Elle est
déterminée par une analyse granulométrique réalisée sur un échantillon représentatif de sable, d'une masse
totale au moins égale à 1 345 g. Le tamisage doit être poursuivi jusqu'à ce que la quantité de sable passant à
travers chaque tamis soit inférieure à 0,5 g/min.
La teneur en eau doit être inférieure à 0,2 %. Elle est déterminée comme étant la perte de masse d'un
échantillon représentatif de sable après séchage à masse constante à une température comprise entre
105 °C et 110 °C, et exprimée en pourcentage en masse de l'échantillon sec.
En cours de production, la composition granulométrique et la teneur en eau doivent être déterminées au
moins une fois par jour. Ces exigences ne suffisent pas pour garantir que le sable normalisé ISO a des
performances équivalentes à celles du sable de référence ISO. Cette équivalence doit être initialement établie
et confirmée par les essais de validation décrits dans l'Article 11.
Le sable normalisé ISO doit être conditionné dans des sacs d'une contenance de (1 350 ± 5) g; la nature du
matériau utilisé pour les sacs ne doit avoir aucune influence sur les résultats des essais de résistance et le
contenu de chaque sac doit être conforme à la composition granulométrique spécifiée dans 5.1.2.
Il convient de stocker soigneusement le sable normalisé ISO pour éviter toute détérioration ou contamination,
en particulier due à l'humidité, avant utilisation.
5.2 Ciment
Le ciment essayé doit être exposé à l'air ambiant le moins longtemps possible. Lorsqu'il doit être conservé
pendant plus de 24 h entre le moment de l'échantillonnage et celui des essais, il doit être stocké dans des
conteneurs complètement remplis et hermétiquement fermés, faits d'un matériau qui ne réagit pas avec le
ciment.
L'échantillon de laboratoire doit être homogénéisé, mécaniquement ou par d'autres moyens, avant de prélever
un sous-échantillon pour l'essai.
5.3 Eau
De l'eau distillée, ou désionisée, doit être utilisée pour les essais de validation. Pour les autres essais, on peut
utiliser de l'eau potable. En cas de litige, on doit utiliser de l'eau distillée ou désionisée.
6 Préparation du mortier
6.1 Composition du mortier
Les proportions en masse doivent être les suivantes: une partie de ciment (5.2), trois parties de sable
normalisé ISO (5.1) et une demi-partie d'eau (5.3) (rapport eau/ciment = 0,50).
Une gâchée pour trois éprouvettes doit être constituée de (450 ± 2) g de ciment, (1 350 ± 5) g de sable et
(225 ± 1) g d'eau.
6.2 Malaxage du mortier
Peser le ciment et l'eau au moyen de la balance (4.6.8). Lorsque l'eau est mesurée en volume, elle doit être
introduite avec une précision de ± 1 ml. Malaxer chaque gâchée de mortier mécaniquement au moyen du
malaxeur (4.6.2). Le chronométrage des différentes étapes du malaxage s'inscrit entre les moments de la
mise en marche et de l'arrêt du malaxeur et il doit être respecté à ± 2 s.
Le mode opératoire de malaxage doit être le suivant.
a) Introduire l'eau et le ciment dans le bol, en prenant soin d'éviter toute perte d'eau ou de ciment.
b) Dès que l'eau et le ciment entrent en contact, mettre immédiatement le malaxeur en marche à petite
vitesse (voir Tableau 2) tout en lançant le chronométrage des étapes du malaxage. De plus, enregistrer
le temps de démarrage à la minute près, comme étant le «temps zéro». Après 30 s de malaxage,
introduire régulièrement tout le sable pendant les 30 s suivantes. Passer le malaxeur sur grande vitesse
(voir Tableau 2) et continuer le malaxage pendant 30 s supplémentaires.
NOTE Le «temps zéro» est le point de départ pour calculer les temps de démoulage des éprouvettes (voir 8.2)
et pour déterminer la résistance (voir 8.4).
c) Arrêter le malaxeur pendant 90 s. Pendant les premières 30 s, enlever, au moyen d'une raclette en
caoutchouc ou en plastique, tout le mortier adhérant aux parois et au fond du bol et le placer au milieu du
bol.
d) Reprendre le malaxage à grande vitesse pendant 60 s.
Normalement, ces opérations de malaxage sont effectuées automatiquement. Toutefois, on peut effectuer ces
opérations et le chronométrage manuellement.
7 Préparation des éprouvettes
7.1 Dimensions des éprouvettes
Les éprouvettes doivent être de forme prismatique et mesurer 40 mm × 40 mm × 160 mm.
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7.2 Moulage des éprouvettes
Mouler les éprouvettes immédiatement après la préparation du mortier. Le moule et la hausse étant
solidement fixés sur la table à chocs, introduire, à l'aide d'une cuiller appropriée, en une ou plusieurs fois, la
première des deux couches de mortier (chacune d'environ 300 g) dans chacun des compartiments du moule,
directement à partir du bol de malaxage.
Étaler la couche uniformément à l'aide de la grande spatule (voir Figure 3), tenue presque verticalement, avec
ses épaulements en contact avec la partie supérieure de la hausse, et mue en avant et en arrière, une fois,
sur toute la longueur de chaque compartiment du moule. Ensuite, serrer la première couche de mortier par
60 chocs de l'appareil à chocs (4.6.4). Introduire la seconde couche de mortier, en veillant à assurer un
surplus, niveler à l'aide de la petite spatule (voir Figure 3) et serrer à nouveau par 60 chocs.
Retirer doucement le moule de la table à chocs et ôter la hausse. Enlever immédiatement l'excès de mortier à
l'aide de la règle métallique (voir Figure 3), en la tenant presque verticalement, mais inclinée dans le sens de
l'arasement. Déplacer la règle lentement, en la tirant dans un mouvement de scie transversal, une fois dans
chaque sens. Refaire l'opération d'arasement en tenant la règle selon un angle plus aigu pour lisser la surface.
NOTE Le nombre de mouvements de scie et l'angle de la règle plate dépendent de la consistance du mortier. Les
mortiers durs nécessitent un plus grand nombre de mouvements de scie et un angle plus aigu. Le nombre de
mouvements de scie transversaux nécessaires est plus petit pour le lissage que pour l'arasement (voir Figure 2).
Enlever le résidu de mortier laissé sur le périmètre du moule par suite de l'arasement.
Étiqueter ou marquer les moules pour permettre leur identification.
8 Conditionnement des éprouvettes
8.1 Manutention et conservation avant démoulage
Poser sur le moule une plaque en verre, en acier ou en tout autre matériau imperméable qui ne réagit pas
avec le ciment, mesurant approximativement 210 mm × 185 mm × 6 mm.
PRÉCAUTIONS DE SÉCURITÉ — Par mesure de sécurité, s'assurer que les plaques de verre utilisées
ont des bords rodés.
Placer, sans délai, chaque moule couvert sur un support horizontal dans la chambre ou l'armoire humide
(voir 4.2). L'air humide doit pouvoir atteindre tous les côtés du moule. Les moules ne doivent pas être empilés
les uns sur les autres. Chaque moule doit être retiré du milieu de conservation à l'heure prévue pour son
démoulage.
8.2 Démoulage des éprouvettes
Effectuer le démoulage en prenant soin de ne pas détériorer les éprouvettes. Des marteaux en caoutchouc ou
en plastique, ou d'autres instruments conçus dans ce but, peuvent être utilisés pour le démoulage. Pour les
essais à 24 h, effectuer le démoulage pas plus de 20 min avant l'essai. Pour les essais à plus de 24 h,
effectuer le démoulage entre 20 h et 24 h après le moulage.
Le démoulage peut être retardé de 24 h si le mortier n'a pas acquis une résistance suffisante, après 24 h,
pour être manipulé sans risque de détérioration. Il convient de consigner tout retard de démoulage dans le
rapport d'essai.
Après démoulage, couvrir d'un linge humide les éprouvettes choisies pour l'essai à 24 h (ou à 48 h quand un
démoulage retardé est nécessaire) et les conserver ainsi jusqu'au moment des essais. Marquer
convenablement les éprouvettes choisies pour une maturation dans l'eau, dans un but d'identification
ultérieure, par exemple avec une encre ou un crayon résistant à l'eau.
Comme moyen de vérification des opérations de malaxage et de serrage et de la teneur en air du mortier, il
est recommandé de peser les éprouvettes produites par chaque moule.
8.3 Conservation des éprouvettes dans l'eau
Immerger, sans délai, les éprouvettes marquées de manière convenable, soit horizontalement, soit
verticalement, dans les bacs (4.3) contenant de l'eau à (20,0 ± 1,0) °C [ou à (25 ± 2) °C ou (27 ± 2) °C dans
les pays chauds]. Lorsque les éprouvettes sont stockées horizontalement, maintenir verticalement les faces
verticales de moulage.
Placer les éprouvettes sur les grilles (voir 4.3) et séparer les éprouvettes les unes des autres de telle manière
que l'eau puisse atteindre librement les six faces des éprouvettes. À aucun moment au cours du stockage, la
lame d'eau entre les éprouvettes ou la hauteur d'eau recouvrant les faces supérieures des éprouvettes ne doit
être inférieure à 5 mm.
Sauf s'il a été établi que la composition du ciment essayé n'a aucune influence sur le développement de la
résistance des autres ciments soumis à l'essai, un stockage séparé doit être prévu; les ciments connus pour
contenir plus de 0,1 % d'ions chlorure doivent être stockés séparément.
Utiliser l'eau du robinet pour le remplissage initial des bacs et pour des ajouts occasionnels destinés à
maintenir un niveau d'eau raisonnablement constant. Pendant la conservation des éprouvettes, on
...
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